DE3524068A1 - Warmluftgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmluftgenerator mit einem von der zu erhitzenden Luft durchströmten zylindrischen Generatorraum mit vertikaler Achse, dessen Innenwände mit einer Feuerfestauskleidung versehen sind und an dessen Kopf ein Brenner angeordnet ist, der mit einem flüssigen, gasförmigen oder staubförmigen Brennstoff betreibbar ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Warmluftgenerator zur Erzeugung von Warmluft zwischen 400 und 850° C, der vor allem zur Trocknung von Rohprodukten der Zementfabriken oder von Ziegeleien, Brikettfabriken u.dgl. bestimmt ist und der bevorzugt mit staubförmigen Brennstoffen betrieben wird.

Es ist bekannt, einen Luftstrom dadurch zu erhitzen oder vorzuwärmen, daß man ihn durch einen Generatorraum hindurchführt, in welchem eine Flamme brennt. Die den Generatorraum verlassende Heißluft kann als Trockenluft zum Trocknen z.B. der Rohprodukte in einem Brecher verwendet werden. Wenn die erhitzte Luft zur Trocknung der aus einem Steinbruch angelieferten und einem Brecher zugeführten Feuchtprodukte eingesetzt wird, darf, um den Brechvorgang möglich zu machen, die Lufttemperatur nicht zu hoch liegen, um die mechanischen

Teile des Brechers nicht in Mitleidenschaft zu ziehen. In der Praxis können die am besten geschützten Brecher ohne weiteres Temperaturen bis etwa 850° C aushalten, was die obere Grenze darstellt, während andere Brecher unterhalb 400° C bleiben. Wenn die Trocknung ausreichend ist, kann man unterhalb 400° C bleiben.

Verwendet man als Brennstoffe flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe, so bietet die Temperaturregelung keinerlei Probleme. Werden aber staubförmige Festbrennstoffe, wie Kohle, eingesetzt, so wird die Beherrschung der sich bei der Temperaturregelung ergebenden Probleme problematisch. Diese Festbrennstoffe sind mitunter schwer entzündlich und durchweg mit erheblicher Explosionsgefahr verbunden, die sich aus einer Ansammlung nicht entzündeter Stoffe bei vorübergehender Flammenlöschung und schlagartiger Entzündung dieser Stoffe ergibt.

Die Entzündung der festen Kohlepartikel vollzieht sich im allgemeinen durch die Entzündung gasförmiger Produkte, die bei der Erhitzung der Kohlepartikel aus deren innewohnenden flüchtigen Bestandteilen freigesetzt werden, wobei dann der weitere Prozeß durch die sich bei der Verbrennung der flüchtigen Bestandteile bildende Wärme selbsttätig aufrechterhalten wird. Die Kohlebrennstoffe können allerdings bis zu einem Grad mager sein, bei dem sie nur eine vernachlässigbare kleine Menge flüchtiger Bestandteile enthalten. Dies ist der Fall bei Petrolkoks, Anthrazit- oder Graphitkohle. Auch können die flüchtigen Bestandteile, wie bei zahlreichen Magerschiefern, hauptsächlich von nicht brennbaren Bestandteilen, nämlich CO₉ und H₉O, gebildet sein. Werden solche Magerschiefer od.dgl. eingesetzt, so fällt bei ihrer Verbrennung Asche auf der Grundlage von Ton an, welche nicht auf die Schmelztemperatur des Tons erhitzt werden darf, da sonst die Ge-

fahr einer Verschmutzung des Wärmeofens besteht. Obwohl die Magerkohlen reichlich und preiswert zur Verfugung stehen, sind sie daher bisher nicht eingesetzt worden.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, einen Warm- bzw. Heißluftgenerator zu erzeugen, mit dem sich Luft unter Verwendung fester Brennstoffe, wie staubförmiger Magerkohle einschließlich Tonschieferkohle u.dgl. mit Aschengehalten von 50% und mehr, auf wirtschaftliche Weise erhitzen läßt, insbesondere als Trockenluft auf unterschiedliche Temperaturen bis zu der durch den Trocknungsvorgang oder den Brecher gegebenen Grenze (850 oder 400° C je nach Type).

Der erfindungsgemäße Warmluftgenerator weist ein zylindrisches, vertikales Gehäuse bzw. einen zylindrischen, vertikalen Generatorraum auf, dessen Innenwände mit einer von Feuerfeststeinen gebildeten Feuerfestauskleidung versehen sind und an dessen Kopf ein Brenner angeordnet ist, während sich die Öffnung für den Abzug der Heißluft im unteren Bereich des Generatorraumes befindet. Dabei weist der Warmluftgenerator drei gesonderte Luftzuleitungen auf, nämlich eine den Brenner mit der Verbrennungsluft speisende erste Zuleitung, eine zweite Zuleitung für einen ersten Verdunnungs luftstrom, der die Flamme umschließt, und eine dritte Zuleitung für einen zweiten Verdunnungsluftstrom, der im unteren Bereich des Generatorraumes eingeblasen wird. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß sich in dem Generatorraum drei Temperaturzonen ausbilden, nämlich eine erste Temperaturzone, die von der Flamme gebildet ist mit einer Temperatur von größenordnungsmäßig 1800° C, eine zweite Temperaturzone unterhalb der Flamme mit einer Temperatur in der Größenordnung von 900° C, und eine dritte Temperaturzone, die sich dort befindet, wo der zweite Verdunnungsluftstrom sich mit dem Heißluftstrom mischt und deren Temperatur etwa zwischen 300° und 850° C liegt.

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Weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Ausgestaltungsmerkmale und die hiermit erzielten Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht einen Warmluftgenerator gemäß der Erfindung;

Fig. 2 den Warmluftgenerator gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab im oberen Kopfbereich;

Fig. 3 eine Einzelheit der Erfindung in der Ansicht der Fig. 2 zur Erläuterung der gemeinsamen Stellbewegung der Düse in der Eingangskammer des Generators;

Fig. 4 eine Teilansicht des Wärmegenerators nach Fig. 1 zur Darstellung der Bewegung der mit Leitflügeln, Leitrippen od.dgl. versehenen Lanze in der Brennerdüse;

Fig. 5 den Warmluftgenerator in Draufsicht;

Fig. 6 einen bei dem erfindungsgemäßen Warmluftgenerator zur Zuführung des ersten Verdünnungsluftstromes verwendbaren Luftverteilerkasten im abgewickelten Zustand.

Wie Fig. 1 zeigt, weist der dargestellte Warmluftgenerator einen zylindrischen Mantel bzw. ein zylindrisches Gehäuse 1 mit vertikaler Achse auf, an dessen oberen Kopfwand 2 ein Brenner 3 angeordnet ist, der eine Flamme 4 erzeugt. Das untere Ende des Gehäuseraumes 1 ist trichterförmig bzw. konisch ausgeführt und mündet über einen Vertikalschacht 6 in einen Wasserbehälter 7, der schwenkbar an einem die Asche 9 abführenden Förderer 8 angeordnet ist. In der Mitte des Generatorkopfes 2 befindet sich eine Zylinderkammer 10, deren Wände mit einer Feuerfestauskleidung mit Feuerfeststeinen versehen sind und in die der Brenner 3 mündet. Die Kammer ist von einem ringförmigen Kasten 11 umschlossen, der über

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eine größere Anzahl an Öffnungen 12 mit dem Innenraum des Gehäuses 1 verbunden ist.

Über eine Leitung 13 wird die im Warmluftgenerator zu erhitzende Luft dem Generatorgehäuse 1 zugeführt. Diese Luft kann Kaltluft oder zweckmäßig vorgewärmte Luft sein, die z.B. die Abluft eines Brennofens oder die Kühlluft bei der Klinkerherstellung od.dgl. ist.

Die Luft wird dem Warmluftgenerator über drei Zuleitungen zugeführt. Eine erste Zuleitung 14 führt von der Leitung 13 nach oben zu dem Brenner 3, wo die Luft zur Verwendung als Verbrennungsluft in die Brennerdüse eingeführt wird. Unterhalb der Zuleitung 14 teilt sich die gemeinsame Leitung 13 in zwei Zweigleitungen bzw. Zuleitungen 15 und 16, von denen die Zuleitung 15 in dem Kasten 11 am Kopf des Generators und die Zuleitung 16 am unteren Ende 5 des Generatorgehäuses 1 mündet. In der Zuleitung 15 befindet sich ein Elektroventil bzw. ein elektrisch betätigter Schieber 17 od.dgl., während die andere Zuleitung 16 ein Elektroventil bzw. einen elektrisch betätigten Schieber 18 aufweist. Die beiden Elektroventile erlauben eine Regulierung der über die Zuleitungen 15 und dem Warmluftgenerator zugeführten Luftmengen.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen den Brenner 3 und seine Kammer 10, in die er einmündet, in Einzelheiten. Der Brenner 3 wird von einer Düse 20 gebildet, die an ihrem unteren Ende durch einen konvergierenden-divergierenden Abschnitt 21 begrenzt wird, bei dem die Neigung des konvergierenden Abschnitts kleiner ist als diejenige des divergierenden Abschnitts. Im Inneren der Düse 20, zu dieser koaxial, ist ein Rohr bzw. eine Rohrlanze 22 angeordnet, die an ihrem unteren Ende außenseitig einen divergierenden Abschnitt 23 mit schwacher Neigung trägt, der dem Abschnitt 21 zugewandt ist. Außerdem ist am unteren

Ende der Rohrlanze 22 eine Gruppe an Leitflächen bzw. Leitrippen od.dgl. angeordnet, die in der Zeichnung schematisch mit 24 bezeichnet sind. Die Neigung des divergierenden Teils 21b des Abschnitts 21 liegt in der Größenordnung von etwa 30°, während diejenige des divergierenden Abschnitts 23 etwa bei 7 bis 8° liegt. Die Flächen der beiden divergierenden Teile 21b und 23 verlaufen also unter den genannten Winkeln schräg zur Brennerachse, wobei sie nach unten divergieren. Mittels an sich bekannter, in der Zeichnung nicht gesondert dargestellter mechanischer Vorrichtungen ist es möglich, einerseits die Düse 20 zusammen mit der Lanze 22 als Einheit, andererseits aber die Lanze 22 auch gegenüber der Düse 20 zu verstellen. Die Leitrippen 24 haben (in Radialrichtung) eine Länge, die kleiner ist als der Abstand zwischen den Scheitelpunkten der gegeneinander gerichteten Abschnitte 23 und 21, so daß zwischen diesen Teilen ein freier Ringraum bzw. Ringkanal 25 gebildet wird.

Durch die Rohrlanze 22 kann ein Zündbrennstoff oder ein Zusatzbrennstoff zugeführt werden, der aus einem Brenngas oder aus einem flüssigen Brennstoff, wie z.B. Heizöl, bestimmten Alkoholen oder anderen Abgas- oder Rückgewinnungsprodukten, besteht. In dem Ringkanal, der die Rohrlanze 22 umgibt, gelangt in den Innenraum der Düse 20 eine Mischung aus staubförmigem Brennstoff, z.B. Magerkohle, Brand- oder Schieferkohle, Kohlenklein u.dgl., wobei gleichzeitig Verbrennungsluft über die Zuleitung 14 zugeführt wird. Das Gemisch aus Luft und pulver- bzw. staubförmigem Festbrennstoff wird beim Ausströmen aus der Düse zwischen dem konvergierenden Teil 21a des Abschnitts 21 und dem divergierenden Abschnitt 23 verdichtet und anschließend zwischen den beiden divergierenden Abschnitten 21b und 23 zur Expansion gebracht.

Derjenige Teil des ausströmenden Gemischs, der durch die Leitflügel bzw. Leitrippen 24 strömt, wird durch diese in

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eine Wirbelbewegung versetzt, wie dies in Fig. 2 schematisch bei 26 angegeben ist. Der andere Teil des Gemischs, der durch den Ringkanal 25 hindurchgelangt, wird durch die Leitrippen nicht verwirbelt; er dehnt sich aus, wie dies in Fig. 2 bei gezeigt ist.

Die dünnen Grenzschichten oder Strömungsstrahlen in Nähe der Zone 26 werden weniger abgelenkt als diejenigen, welche den divergierenden Teil 21b bestreichen. Infolgedessen stellt sich ein ständiges Geschwindigkeitsgefalle zwischen den aus der Ringzone 25 ausströmenden Strömungsschichten ein, wobei die Geschwindigkeit von innen nach außen abnimmt. Dies bedeutet, daß die Geschwindigkeit der Strömungsstrahlen oder -schichten um so geringer ist, je mehr diese Strahlen bzw. Schichten sich nach außen hin ausweiten. Versuche haben ergeben, daß die Luftstrahlen mit der größten Geschwindigkeit im inneren Bereich eine Saugwirkung auf die Luftstrahlen mit der geringeren Strömungsgeschwindigkeit im Außenbereich ausüben, was zu zentripetalen Wirbeln führt, die in Fig. 2 durch die Pfeillinien 28 angegeben sind. Die Differenz in der Neigung zwischen den divergierenden Flächen 21b und 23 bewirkt außerdem die Bildung einer zentralen konischen Zone, die die Wirbelzone beeinflußt. Die Zündung vollzieht sich, wie an sich bekannt, beim Einspritzen eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs, wie z.B. eines Kohlenwasserstoffs, welcher durch die Rohrlanze 22 hindurch zugeführt wird. Die sich überlagernden Wirkungen des zentralen Konus, der Wirbel 26 und der Wirbel 28 führen zu einer vollständigen Verwirbelung der gesamten mit Luft beladenen Brennstoffmasse und demzufolge zu einer vollständigen Entzündung aller brennbaren Feststoffpartikel, dies selbst bei sehr mageren Schieferkohlen und stark verunreinigter Kohle.

Bei dem Warmluftgenerator sind Maßnahmen getroffen, mit denen sich einerseits der Einfluß der Zonen 26 und 27 und anderer-

seits die Position der Flamme 4 in der Kammer 10 gezielt verändern läßt, damit die Flamme sich zur Erhitzung des gesamten Generatorraumes 1 ausweitet, ohne dabei aber die Begrenzungen der Kammer 10 zu bestreichen. Zu diesem Zweck kann die Rohrlanze 22 gegenüber der Düse 20 verstellbar sein und es besteht zugleich die Möglichkeit, die Rohrlanze zusammen mit der Düse 20 zu verstellen. Wird die Rohrlanze 22 so verstellt, daß ihre Leitrippen oberhalb des Scheitels 21c den Abschnitt 21 durchdringen, so wird die aus Luft und Brennstoff bestehende Strömungsmenge erhöht, die durch die Leitrippen 24 nicht in Drehung versetzt wird mit der Folge, daß man den Einfluß bzw. die Wirkung der Strömung in der Zone 27 gegenüber derjenigen in der zentralen Wirbelzone 26 verstärkt. Von der Position der Fig. 2 aus, wo der Vorderteil der Leitrippen 24 etwa in der Höhe des Scheitels 21c liegt, ist das Verhältnis zwischen den beiden Strömungsanteilen praktisch konstant. Weiterhin hat die Position des Endes des konvergierenden Abschnitts 23 in bezug auf den Scheitel 21c Einfluß auf die Form der Flamme 4. Wenn dieses Ende sich oberhalb des Scheitels 21c befindet, ist die Aufweitung des aus Luft und Brennstoff bestehenden Strömungsstrahles eingeschränkt, während diese Strahlungsaufweitung um so stärker ist, je mehr der divergierende Abschnitt 23 über den Scheitel 21c nach unten überragt.

Es ergibt sich somit, daß die relativen Anteile der Zonen 26 und 27 und damit die Betriebsbedingungen gezielt so beeinflußbar sind, daß eine gute Entzündung der Feststoffpartikel und eine Regulierung der Flammenform erreicht werden kann. Es kann unter Umständen zur Erzielung einer guten Entzündung der Feststoffpartikel notwendig sein, mit einer sehr stark ausgeweiteten Flamme 4 zu arbeiten, welche die Wände der Kammer bestreicht. Um dies zu vermeiden, verstellt man die Düse 20 zusammen mit der Rohrlanze 22 so weit, daß sie, wie in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet, mehr oder weniger weit in

die Kammer 10 vorspringt.

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Die Regulierung der Flamme gestattet darüber hinaus die Regulierung des Luftanteils im Verhältnis zum Brennstoffanteil, was sich mit Hilfe des in der Zuleitung 14 angeordneten Elektroventils 19 bewerkstelligen läßt.

Aufgrund aller vorgenannten Einstellmaßnahmen erreicht man eine stabile Flamme, deren Temperatur zwischen 1300° und 2000° C einstellbar ist. Zugleich läßt sich die Form dieser Flamme kontrollieren.

Die über die Zuleitung 15 zugeführte, mit Hilfe des Elektroventils 17 in ihrer Menge regelbare Luft gelangt über eine Gruppe an Düsen 12, die kreisförmig um die Kammer 10 herum verteilt sind, in den Generatorraum 1. Sie bewirkt, daß die Flamme 4 praktisch von einem von den Düsen 12 gebildeten Luftmantel umschlossen ist und daher die feuerfesten Innenwände des Gehäuseraumes 1 nicht bestreichen kann. Mit dieser Maßnahme nach der Erfindung ist es auch möglich, für den Warmluftgenerator sehr magere Kohlensorten, z.B. Schieferkohle u.dgl., einzusetzen. Solche Kohlensorten weisen einen hohen Gehalt an Verunreinigungen auf, der bis zu 50% und sogar darüber betragen kann. Bei Verwendung von Schieferkohle besteht die Gefahr, daß der in der Kohle enthaltene Ton in der Flamme schmelzflüssig wird, wenn diese auf eine sehr hohe Temperatur eingestellt ist. Der schmelzflüssige Ton klebt dann an den Wänden und führt zu einer rasch fortschreitenden Verschmutzung, unter Umständen derart, daß der Generator in kurzer Zeit gebrauchsunfähig wird.

Normalerweise gestatten die vorstehend beschriebenen Regulierungsmaßnahmen eine Einstellung der Flammentemperatur in der Weise, daß diese hoch genug ist, um alle Brennstoffpartikel zu verbrennen, andererseits aber nicht ausreicht, um die Verunreinigungen oder die Asche zum Schmelzen zu bringen. Ungeachtet dessen ist es gelegentlich notwendig, mit solchen Temperaturen zu arbeiten, daß bestimmte Verunreini-

* Tagungen aufschmelzen.

Der rohrförmige Luftmantel, der durch die auf einem Kreis angeordneten Luftdüsen 12 gebildet wird, verhindert, daß die in Aufschmelzung befindlichen Bestandteile die Wände erreichen und er kühlt diese Bestandteile soweit ab, daß diese wieder in ihren Festzustand zurückgeführt werden. Allerdings ist die Kühlwirkung nicht so stark, daß die in Flammennähe herrschende Temperatur gesenkt werden muß. Die Luftströmung verhindert zugleich einen Kontakt der Flamme 4 mit der Feuer festauskleidung des Gehäuseraumes 1 und bewirkt daher eine lange Standzeit der Feuerfestauskleidung.

Am Fuß 5 des Gehäuseraumes 1 befindet sich ein ringförmiger Kasten 30 od.dgl., dem die Luft über die Zuleitung 16 zugeführt wird, wobei auch diese Luftmenge mit Hilfe des Elektroventils 18 einstellbar ist.

Ausgehend von einer einzigen Luftquelle wird demgemäß mit drei Mengenzuleitungen gearbeitet: Ein erster Luftstrom wird als Verbrennungsluft über die Zuleitung 14 dem Brenner 3 zugeführt; ein weiterer Luftstrom wird als erster Verdünnungsluftstrom über die Leitung 15 und die Düsen 12 von oben in den Generatorraum 1 eingeführt; ein dritter Luftstrom wird als zweiter Luftverdünnungsstrom über die Leitung 16 von unten in den Raum 1 eingeblasen. Diese drei Luft-Mengenströme bewirken in dem Generatorraum 1 die Ausbildung von drei Temperaturzonen, nämlich einer ersten Zone A im Bereich der Flamme 4, wo die Temperatur in der Größenordnung zwischen 1300° und 2000° C liegt, einer zweiten Temperaturzone B als Zwischenzone mit einer Temperatur in der Größenordnung zwischen 800° und 900° C, und einer dritten Temperaturzone C im unteren Bereich des Generatorraumes 1 mit einer Temperatur, die zwischen etwa 300° und 800° C liegt und zweckmäßig den Erfordernissen der zur Trocknung verwendeten Vorrichtungen

angepaßt ist, die über den Ausgang 31 mit der Heißluft beschickt werden. Wenn die Heißluft bei einer Kugelmühle verwendet wird, kann sie eine Temperatur von etwa 500° bis 800° C haben, während beim Einsatz der Heißluft bei einem Vertikalbrecher herkömmlicher Bauart, dessen mechanische Teile nicht besonders geschützt sind, die Temperatur größenordnungsmäßig zwischen etwa 300° und maximal 450° C liegen sollte.

Die Temperatur in der Zone A läßt sich regulieren über die Menge der über die Zuleitung 14 im Überschuß zu der für die vollständige Verbrennung benötigten Mindestmenge (stöchiometrisches Mengenverhältnis) zugeführten Überschußmenge, die zwischen etwa 10% und 100% und darüber betragen kann. Ferner läßt sich die Temperatur in der Zone A durch die Position des Brenners 3 und die Relatxvpositionen zwischen der Rohrlanze 22 und der Düse 20 beeinflussen. Die Temperatur in der Zone B ist über die Temperatur und die Form der Flamme 4 sowie über die durch die Luftdüsen 12 zugeführte Luftmenge regulierbar. Die Temperatur in der Zone C ist eine Funktion der Temperatur in der Zone B sowie der über den Luftkasten 30 zugeführten Luft.

Der Kanal 15 mündet vorzugsweise in einen etwa halbkreisförmigen Kasten 32, dessen untere horizontale Kastenwand 33 ebensoviele Düsen 34 aufweist wie Düsen 12 vorgesehen sind und dessen obere Wand 35 derart geneigt angeordnet ist, daß sich der Querschnitt des Kastens 3 2 zum Ende hin gleichmäßig verringert, und zwar derart, daß ein Ausgleich der Drücke und der Luftmengen, die aus den verschiedenen Düsen in die Zone A austreten, bewirkt wird (Fig. 5 und 6).

Der vorstehend beschriebene Heißluftgenerator ist vor allem für den Betrieb mit staubförmigen Festbrennstoffen bestimmt, obwohl er auch mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden kann, die dann durch die Rohrlanze 22 zugeführt werden. Da die Verbrennungsluft stets über die Zulei-

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tung 14 zugeführt wird und eine Relativverstellung der Rohrlanze 22 gegenüber der Düse 20 oder eine Verstellung dieser beiden Teile als Baueinheit möglich ist, kann man die Form und Länge der Flamme zur Erzielung der gewünschten Temperaturen in den Zonen A, B und C einstellen.

Diese Betriebsweise läßt sich zur Zündung, ferner als Sicherheitsmaßnahme zur Vermeidung eines Flammenzusammenbruchs und/oder dann ausnutzen, wenn keine Festbrennstoffe verfügbar sind. Aus Sicherheitsgründen empfiehlt es sich, in dem Generatorraum 1 photoelektrische Zellen anzuordnen, die im Falle eines Absinkens oder Zusammenbruchs der Flamme unmittelbar die Speisung über die Rohrlanze 22 betätigen.

Man hat in einer Versuchsreihe einen Warmluftgenerator in der vorstehend beschriebenen Weise mit Luft betrieben, die vorgewärmt wurde, indem sie durch eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung hindurchgeleitet wurde. In einem ersten Versuch hatte die über die Leitung 13 zugeführte Luft eine Temperatur von 150° C, während in einem zweiten Versuch mit einer Temperatur von 450° C gearbeitet wurde. Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:

Temperatur vorgewärm te Luft	Flammen- temperatur	Verbrennungs luft	Verdünnungs luft (außen)	Verdünnungs luft (ab schließend)	Insgesamt
150° C	1300	2309	1477	1757	5543
400° C	1750	1553	2032	1757	5342
1300	2872	2673	4452	9997
1750	1789	3758	4452	9999

Al-.

In der vorstehenden Tabelle sind die in den letzten drei Spalten angegebenen Zahlenwerte Normalka durch Verbrennung erzielte Kalorien.

ten angegebenen Zahlenwerte Normalkubikmeter (Nm ) je 1000

Für die beiden Versuche wurde die Flamme 4 derart eingestellt, daß sich als Niedrigstwert eine Temperatur von 1300° C und als Höchstwert eine Temperatur von 1750° C ergab. Man erkennt, daß man bei einer Gesamtmenge von etwa 5500 Nm in dem einen Fall und 10 000 Nm in dem anderen Fall über einen Bereich von 450° C zur Flammenregulierung verfügt, was eine Anpassung an praktisch alle Brennstofftypen gestattet.

Bei einer geänderten Ausführungsform der Erfindung kann man gemäß Fig. 2 um die Rohrlanze 22 herum die gestrichelt angedeutete Luftführung 20a anordnen, deren Durchmesser gleich demjenigen des Leitflügelkranzes 24 ist. Die in dieser zweiten Düse strömende Luft kann reine Verdünnungsluft oder mit festen Brennstoffteilchen beladene Luft sein. Die Bedeutung dieser Anordnung besteht darin, daß man die Ausströmgeschwindigkeit, mit der die Verwirbelungen 26 bewirkt werden, relativ zu der Ausströmgeschwindigkeit variieren kann, die die Wirbel 28 bewirken. Dies gestattet eine gezielte Beeinflussung der Verwirbelung durch die beiden Wirbelströme.

Der vorstehend im Ausführungsbeispiel beschriebene Warmluftgenerator ist vor allem für Trocknuhgszwecke, insbesondere für die Vortrocknung der Rohprodukte in der Zementindustrie bestimmt, bevor diese in einen Brecher gelangen, ferner Trocknungszwecke bei der Brikettierung und Ziegelherstellung, für die Trocknung landwirtschaftlicher Produkte, für Beheizungszwecke u.dgl. Die Erfindung ist aber auf diese bevorzugten Verwendungszwecke nicht beschränkt. Der Warmluftgenerator kann überall dort mit Vorteil eingesetzt werden, wo Warmoder Heißluft benötigt wird, z.B. zur Erwärmung verschiedener Immobilien bzw. Gebäude, öffentlicher Räume, Lagerhäuser oder auch Gewächs- und Treibhäuser u.dgl.

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   Warmluftgenerator mit einem von der zu erhitzenden Luft durchströmten zylindrischen Generatorraum mit vertikaler Achse, dessen Innenwände mit einer Feuerfestauskleidung versehen sind und an dessen Kopf ein Brenner angeordnet ist, der mit einem flüssigen, gasförmigen oder staubförmigen Brennstoff betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß drei gesonderte Zuleitungen (14, 15, 16) für die Einleitung der zu erhitzenden Luft in den Generatorraum (1) vorgesehen sind, nämlich eine den Brenner (3) mit der Verbrennungsluft speisende erste Zuleitung (14), eine zweite Zuleitung (15) zur Einführung eines am Kopf des Generatorraumes (1) einzublasenden, die Flamme (4) umschließenden und den Raum (1) von oben nach unten durchströmenden ersten Verdunnungsluftstromes, und eine dritte Zuleitung (16) für die Zuführung eines im unteren Bereich des Raumes (1) eintretenden, den Raum von unten nach oben durchströmenden zweiten Verdunnungsluftstrorces, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß in dem Generatorraum (1) im wesentlichen drei Temperaturzonen (A, B, C) vorhanden sind, nämlich eine erste, die Flamme (4) einschließende Temperaturzone (A) mit einer Temperatur in der Größenordnung zwischen 1300° und 2000° C, eine zweite Zwischen-Temperaturzone (B) mit einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 800° und 900° C und eine dritte Temperaturzone (C) mit einer Temperatur von etwa 300° bis 800° C.
2. 2. Warmluftgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner im Inneren einer zu dem Generatorraum (1) koaxialen zylindrischen Kammer (10) angeordnet und zur Einstellung seiner Eingriffstiefe in die Kammer (10) in Richtung seiner Längsachse verstellbar ist.
3. 3. Warmluftgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (3) eine zylindrische Düse (20) aufweist, in deren Inneren eine Rohrlanze (22) od.dgl. koaxial angeordnet ist, daß ferner die Düse (20) endseitig einen konvergierenden-divergierenden Abschnitt (21) und die Rohrlanze (22) an ihrem Ende einen divergierenden Abschnitt (23) sowie Leitrippen (24) od.dgl. von einer solchen Länge aufweist, daß zwischen den Enden der Leitrippen (24) und dem Scheitel (21c) des konvergierenden-divergierenden Abschnitts (21) ein Ringraum (25) vorhanden ist, und daß die Rohrlanze (22) gegenüber der Düse (20) axial verstellbar ist.
4. 4. Warmluftgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlanze (22) zur Zuführung von flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und die Düse (20) zur Zuführung der Verbrennungsluft dient.
5. 5. Warmluftgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlanze (22) zur Zuführung des flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs dient, sei es zur Zündung der Flamme (4), zur Stabilisierung der Flamme aus Sicherheitsgründen oder beim Ausbleiben von Festbrennstoffen, während die Düse (20) zur Zuführung eines Gemischs aus Verbrennungsluft und staubförmigem Festbrennstoff dient.
6. 6. Warmluftgenerator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlanze (22) im Inneren der Düse (20) von einer zweiten Düse (20a) umgeben ist, deren Durchmesser demjenigen des Leitrippenkranzes (24) entspricht, derart, daß die Ausflußgeschwindigkeiten der die Leitrippen (24) durchströmenden Strömung und der den Ringraum (25) durchströmenden Strömung relativ zueinander beeinflußbar sind.
7. 7. Warmluftgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Position, die Form und die Temperatur der Flamme (4) einstellbar sind über

   - die Verbrennungsluftmenge im Überschuß von 10% bis 100%;

   - die Relativposition des divergierenden Abschnitts (23) der Rohrlanze (22) gegenüber dem konvergierenden-divergierenden Abschnitt (21) der Düse;

   - und die Position der von der Düse (20) und der Rohrlanze (22) gebildeten Einheit, d.h. der Position des Brenners (3) in der Kammer (10).
8. 8. Warmluftgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopfbereich des Generatorraumes (1) eine Gruppe von Düsen (12) vorgesehen ist, die kreisförmit um den Brenner (3) herum angeordnet und mit der Zuleitung (15) der den Generatorraum von oben nach unten durchströmenden Verdünnungsluft verbunden sind, derart, daß um die Flamme (4) herum ein die Innenwand des Generatorraumes (1) gegenüber der Flamme schützender Luftmantel gebildet wird.
9. 9. Warmluftgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseraum (1) an seiner Unterseite einen mit der Zuleitung (16) verbundenen Luftverteilerkasten (31) aufweist.
10. 10. Warmluftgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (5) des Generatorraumes (1) konisch ist, und daß der ringförmige Luftverteilerkasten (31) dieses konische Ende umschließt.
11. 11. Warmluftgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Luftzuleitung (14, 15, 16)

    zur Regelung der Luftmengen und der Lufttemperaturen ein Elektroventil (17, 18, 19) angeordnet ist.